KR20170127871A - 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법 - Google Patents

차량 시뮬레이터 및 그 제어방법 Download PDF

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이지선
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(주)이노시뮬레이션
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Abstract

본 발명은 실시간으로 지형데이터를 편집할 수 있는 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 동역학 연산부에 지형데이터를 제공함으로써, 동역학 연산부와 그래픽영상 처리부 간의 데이터 통신량을 최소화하고, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 시뮬레이션을 수행할 수 있는 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량 시뮬레이터는, 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하는 운전자 입력부와, 운전자 입력부가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하는 동역학 연산부와, 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 동역학 연산부에 제공하는 지형데이터 편집부와, 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 저장하고 동역학 연산부와 통신하면서 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리하는 그래픽영상 처리부와, 그래픽영상 처리부에서 생성 및 처리된 영상을 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

차량 시뮬레이터 및 그 제어방법{DRIVING SIMULATOR FOR VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 차량 시뮬레이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 시뮬레이션 수행시 지형데이터를 시간 지연 없이 실시간으로 변경하여 가상환경에 적용할 수 있는 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법에 관한 것이다.
통상적으로 차량 운전 연습을 실제 차량으로 도로에서 진행할 때 미숙련자인 경우 사건 또는 사고의 위험이 있어서, 최근에는 실내에서 안전하면서 간편하게 운전 연습을 할 수 있는 차량 시뮬레이터가 많이 보급되고 있다.
이에 따라, 비숙련된 운전 교육생을 훈련시키기 위한 다양한 교육 프로그램이 제공되고 있으며, 실제 차량에 탑승하지 않고도 차량 주행 환경을 최대한 모사하여 실습할 수 있는 차량 시뮬레이터가 많이 제시되고 있다. 이러한 차량 시뮬레이터는 운행시 전방 및 배경 화면이 디스플레이 되는 디스플레이부 및 운전자가 착석하여 운행을 제어할 수 있는 캐빈이 구비되는 것이 일반적이다.
차량 시뮬레이터는 운전자의 입력에 의한 차량의 운동을 차량 동력학 모델을 기초로 해석하여 얻어진 차량의 가속도, 속도, 위치를 차량 시뮬레이터에 탑승한 운전자에게 운동, 시각 및 음향 등을 통해 다시 피드백한다. 차량 시뮬레이터는 많은 양의 데이터를 빠른 시간 안에 처리할 수 있어야 함은 물론, 충분한 현실감을 제공하는 복잡한 가상환경을 제공하기 위하여 방대한 양의 데이터를 처리할 수 있는 하드웨어 및 전용 소프트웨어의 사용을 필요로 한다.
차량 시뮬레이터의 가장 큰 장점은 다양한 응용범위의 확장성에 있다. 즉, 특정한 테스트에 요구되는 시나리오 및 가상환경을 선택적으로 적용할 수 있어 실험의 유연성을 확보할 수 있다. 차량 시뮬레이터의 응용범위를 확장하기 위해서는 다수의 가상환경을 필요로 하게 되며, 사용자가 테스트에 몰입하여 실제로 차량 주행을 하고 있는 것처럼 느낄 수 있는 충분한 현실감을 갖춘 가상환경을 정확하고 신속하게 제공하여야 한다.
차량 시뮬레이터는 동역학 연산부와 그래픽영상 처리부(visual engine)를 필수적인 구성 요소로 갖는다. 시뮬레이션 수행에 따른 연산량이 많기 때문에 별도의 모듈에서 각각의 프로세스를 실행하고 통신으로 필요한 데이터를 공유하는 것이 일반적이다. 예를 들어, 노면의 데이터를 포함하는 지형데이터는 동역학 연산부나 그래픽영상 처리부가 저장하고 있으면서 통신을 통해 이를 서로 공유해서 사용하게 된다.
그런데 이러한 데이터 공유 방법은 네트워크 상의 지연(delay) 문제로 실시간으로 동기화가 안 되는 문제가 발생하기 쉽다. 또한 실시간으로 지형을 바꾸어 가상환경에 적용하기 어려운 기술 상의 한계가 있다.
등록특허공보 제1592728호 (2016. 02. 15.)
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실시간으로 지형데이터를 편집할 수 있는 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 동역학 연산부에 지형데이터를 제공함으로써, 동역학 연산부와 그래픽영상 처리부 간의 데이터 통신량을 최소화하고, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 시뮬레이션을 수행할 수 있는 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량 시뮬레이터는, 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하는 운전자 입력부; 상기 운전자 입력부가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하는 동역학 연산부; 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 상기 동역학 연산부에 제공하는 지형데이터 편집부; 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 저장하고, 상기 동역학 연산부와 통신하면서 상기 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리하는 그래픽영상 처리부; 및 상기 그래픽영상 처리부에서 생성 및 처리된 영상을 표시하는 디스플레이부;를 포함한다.
상기 동역학 연산부는 상기 지형데이터 편집부에서 제공하는 상기 높이 맵에서 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 대응하는 z값을 획득하여 차량의 운동을 시뮬레이션하기 위한 수학적인 운동방정식에 적용할 수 있다.
상기 동역학 연산부는 획득한 차량의 각 바퀴의 x, y. z 값을 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 z값을 도출하고, 이를 다음 스텝의 차량 운동 시뮬레이션의 연산에 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 시뮬레이터는, 상기 그래픽영상 처리부와 통신하면서 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션하는 교통상황 통제부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법은, (a) 운전자 입력부가 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하는 단계; (b) 동역학 연산부가 상기 운전자 입력부가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하여 차량의 각 바퀴의 x, y 값을 계산하는 단계; (c) 지형데이터 편집부가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 상기 동역학 연산부에 제공하는 단계; (d) 상기 동역학 연산부가 상기 지형데이터 편집부로부터 제공받은 높이 맵으로부터 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 다른 z값을 검색하는 단계; (e) 그래픽영상 처리부가 상기 동역학 연산부와 통신하면서 상기 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터에 따라 영상을 생성 및 처리하는 단계; 및 (f) 디스플레이부가 상기 그래픽영상 처리부에 의해 생성 및 처리된 영상을 표시하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법은, (g) 상기 (d) 단계 이후 상기 (e) 단계 이전에, 상기 동역학 연산부가 차량의 각 바퀴의 x, y. z 값을 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 z값을 도출하고 이를 수학적인 운동방정식에 적용하여 연산하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법은, (h) 상기 (e) 단계 이전에, 교통상황 통제부가 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션하는 단계;를 더 포함하고, 상기 (e) 단계에서, 상기 그래픽영상 처리부가 상기 (h) 단계에서 상기 교통상황 통제부가 시뮬레이션한 교통상황을 반영하여 영상을 생성 및 처리할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법은 동역학 연산부가 지형데이터 편집부가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터로부터 높이 맵 형태로 변환한 지형데이터를 제공받아 차량 운동 시뮬레이션을 위한 수학적인 운동방정식을 연산하여 그래픽영상 처리부에 제공하고, 그래픽영상 처리부가 동역학 연산부와 통신하면서 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리한다. 따라서 동역학 연산부와 그래픽영상 처리부 간의 데이터 통신량이 최소화되고, 시뮬레이션 정확도를 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법은 동역학 연산부와 그래픽영상 처리부 간의 통신 지연 문제로 실시간으로 동기화가 안 되는 문제를 줄일 수 있고, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 차량 운동 시뮬레이션을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법을 단계별로 나타낸 제어흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터(100)는 운전자의 차량 조작값을 검출하는 운전자 입력부(110)와, 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하는 동역학 연산부(120)와, 지형데이터 편집 프로그램을 탑재한 지형데이터 편집부(130)와, 교통상황을 시뮬레이션하는 교통상황 통제부(140)와, 영상을 생성 및 처리하는 그래픽영상 처리부(150)와, 영상을 표시하는 디스플레이부(160)를 포함한다. 이러한 본 실시예에 따른 차량 시뮬레이터(100)는 노면 데이터를 포함하는 지형데이터가 그래픽영상 처리부(150)에 폴리곤 데이터 형태로 저장되고, 지형데이터 편집부(130)가 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터를 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 높이 맵(height map)으로 변환하여 동역학 연산부(120)에 제공한다. 따라서 동역학 연산부(120)와 그래픽영상 처리부(150) 간의 데이터 통신량을 최소화하고, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 차량 동역학 시뮬레이션을 수행할 수 있다.
운전자 입력부(110)는 차량 시뮬레이터(100)를 이용하는 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 입력값을 수신한다. 운전자 입력부(110)는 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하고 이를 동역학 연산부(120)에 제공한다. 운전자 입력부(110)는 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작 이외에 차량 시뮬레이션에 적용될 수 있는 다양한 차량 조작값을 입력 받을 수 있는 다양한 구조의 것이 이용될 수 있다.
동역학 연산부(120)는 운전자 입력부(110)가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션한다. 구체적으로, 동역학 연산부(120)는 운전자 입력부(110)가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 각 바퀴의 x, y 값을 계산하고, 지형데이터 편집부(130)에서 제공하는 높이 맵 형태의 지형데이터에서 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 대응하는 z값을 검색하고 이를 수학적인 운동방정식에 적용하여 차량의 운동을 시뮬레이션한다.
이때, 차량의 각 바퀴의 x, y 값은 이산값(discrete date)이기 때문에 정확도가 떨어질 수 있으므로, 동역학 연산부(120)는 z값을 그대로 쓰는 것이 아니라 차량의 각 바퀴의 x, y, z를 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 재산출하여 사용할 수 있다. 이렇게 보간법(interpolation)으로 산출된 z 값은 다음 스텝의 차량 시뮬레이션 연산에 적용되어 수학적인 운동방정식이 계산됨으로써 차량 운동 시뮬레이션의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
지형데이터 편집부(130)는 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 그래픽영상 처리부(150)에 폴리곤 데이터로 저장된 지형데이터를 높이 맵 형태로 변환하여 동역학 연산부(120)에 제공한다. 그래픽영상 처리부(150)가 갖는 지형데이터는 상용 엔진을 사용하기 때문에 상용 비주얼 엔진이 지원하는 폴리곤 데이터로 구성된다. 3Dmax와 같은 3D모델링 프로그램에서 지형 모델링을 한 후에 컨버팅 기능으로 지형데이터를 폴리곤 데이터로 생성할 수 있다. 그러나 동역학 연산부(120)는 지형데이터를 검색하는 road query 기능의 효율성을 높이기 위해 높이 맵 형태로 된 지형데이터를 필요로 한다.
이와 같이, 동역학 연산부(120)는 그래픽영상 처리부(150)에 폴리곤 데이터 형태로 저장된 지형데이터를 그대로 사용할 수 없지만, 지형데이터 편집부(130)가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 동역학 연산부(120)에 제공하므로, 동역학 연산부(120)가 지형데이터를 이용하는데 아무런 문제가 없다.
이러한 지형데이터 편집부(130)의 기능으로 동역학 연산부(120)와 그래픽영상 처리부(150) 간의 데이터 통신량이 최소화되고, 동역학 연산부(120)가 시간 지연없이 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 차량 동역학 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 지형데이터 편집부(130)는 동역학 연산부(120)와 하나의 모듈로 구성될 수 있다.
교통상황 통제부(140)는 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션한다. 교통상황 통제부(140)는 그래픽영상 처리부(150)와 통신하여 그래픽영상 처리부(150)에 교통상황 시뮬레이션 결과를 제공할 수 있다.
그래픽영상 처리부(150)는 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 저장하고 있으면서 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리한다. 또한 그래픽영상 처리부(150)는 동역학 연산부(120)의 차량 시뮬레이션 정보와 교통상황 통제부(140)의 교통상황 시뮬레이션 정보를 제공받아 시뮬레이션 결과에 대한 영상을 생성 및 처리할 수 있다.
디스플레이부(160)는 그래픽영상 처리부(150)에서 생성 및 처리된 영상을 표시한다. 디스플레이부(160)는 모니터나 HMD 등 사용자에게 영상을 제공할 수 있는 다양한 형태로 구비될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 차량 시뮬레이터(100)는 운전자 입력부(110)가 운전자의 차량 조작값을 검출하면 동역학 연산부(120)가 이를 수신하여 차량 운전 시뮬레이션을 수행한다. 이때, 동역학 연산부(120)는 지형데이터 편집부(130)가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터로부터 높이 맵 형태로 변환한 지형데이터를 제공받아 이로부터 차량 운동 시뮬레이션을 위한 수학적인 운동방정식을 연산하여 그래픽영상 처리부(150)에 제공한다. 그리고 그래픽영상 처리부(150)가 동역학 연산부(120) 및 교통상황 통제부(140)와 통신하면서 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리하고, 디스플레이부(160)가 그래픽영상 처리부(150)에서 생성 및 처리된 영상을 표시한다. 이러한 본 실시예에 따른 차량 시뮬레이터(100)는 종래의 차량 시뮬레이터와 같이 동역학 연산부(120)와 그래픽영상 처리부(150) 간의 통신 지연에 따른 문제가 최소화되며, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 차량 운동 시뮬레이션을 실행할 수 있다.
이하에서는, 상술한 것과 같은 차량 시뮬레이터(100)의 제어방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법을 단계별로 나타낸 제어흐름도이다.
도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시뮬레이터의 제어방법은 운전자 입력부(110)에서 차량 조작값을 검출하는 단계(S10)와, 동역학 연산부(120)에서 차량 운동을 시뮬레이션하는 단계(S20)와, 동역학 연산부(120)가 지형데이터 편집부(130)로부터 제공받은 높이 맵 형태의 지형데이터로부터 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 따른 z 값을 검색하는 단계(S40)와, 교통상황 통제부(140)가 교통상황을 시뮬레이션하는 단계(S70)와, 그래픽영상 처리부(150)가 영상을 생성 및 처리하는 단계(S80)와, 디스플레이부(160)가 영상을 표시하는 단계(S90)를 포함한다. 이러한 차량 시뮬레이터의 제어방법에 따른 구체적인 차량 시뮬레이션 과정은 다음과 같다.
먼저, 운전자의 차량 조작값을 검출하는 단계(S10)가 수행된다. 이 단계에서 운전자 입력부(110)는 차량 시뮬레이터(100)를 이용하는 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 입력값을 수신하여 그에 따른 차량 조작값을 검출하고 이를 동역학 연산부(120)에 제공한다. 이러한 차량 조작값 검출 단계에서 운전자 입력부(110)를 통해 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작 이외에 차량 시뮬레이션에 적용될 수 있는 다양한 차량 조작값을 입력 받을 수 있다.
다음으로, 차량 운동을 시뮬레이션하는 단계(S20)가 수행된다. 이 단계에서 동역학 연산부(120)는 운전자 입력부(110)가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션한다. 즉, 동역학 연산부(120)는 수학적인 운동방정식을 통해 차량 조작값에 따른 차량의 다양한 동역학적 거동을 연산한다. 차량 시뮬레이션 단계(S20)에서 동역학 연산부(120)는 운전자 입력부(110)가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 각 바퀴의 x, y 값을 계산하는 단계(S30)를 수행할 수 있다.
이러한 차량 시뮬레이션 단계(S20)에서 동역학 연산부(120)는 지형데이터 편집부(130)로부터 지형데이터를 높이 맵 형태로 제공받을 수 있다. 지형데이터 편집부(130)는 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 그래픽영상 처리부(150)에 폴리곤 데이터로 저장된 지형데이터를 높이 맵 형태로 변환하여 동역학 연산부(120)에 제공한다. 동역학 연산부(120)는 지형데이터 편집부(130)에 저장된 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터를 그대로 사용할 수 없고 높이 맵 형태로 된 지형데이터를 필요로 하는데, 지형데이터 편집부(130)가 높이 맵 형태의 지형데이터를 제공하므로 지형데이터를 차량 동역학 시뮬레이션 연산에 반영할 수 있다.
지형데이터 편집부(130)가 높이 맵 형태의 지형데이터를 제공하면, 동역학 연산부(120)는 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 대응하는 z값을 검색하는 단계(S40)를 수행하여 이를 수학적인 운동방정식에 적용하여 차량의 운동을 시뮬레이션한다. 동역학 연산부(120)가 연산하는 차량의 각 바퀴의 x, y 값은 이산값(discrete date)이기 때문에 정확도가 떨어질 수 있으므로, 동역학 연산부(120)는 시뮬레이션의 정밀도를 높이기 위해 z 값을 보간(interpolation)하는 단계를 수행하고(S50), 보간된 z 값을 차량 동역한 연산에 적용할 수 있다(S60). 즉, 동역학 연산부(120)는 z값을 그대로 쓰지 않고 연산된 차량의 각 바퀴의 x, y, z를 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 z 값을 재산출하고, 산출된 z 값을 다음 스텝의 차량 시뮬레이션 연산에 적용함으로써 차량 운동 시뮬레이션의 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
동역학 연산부(120)가 차량 운동 시뮬레이션을 연산하는 동안, 또는 동역학 연산부(120)가 차량 운동 시뮬레이션을 연산하는 전후에 교통상황 통제부(140)가 교통상황을 시뮬레이션하는 단계(S70)를 수행한다. 이 단계에서, 교통상황 통제부(140)는 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션한다.
동역학 연산부(120)가 차량 운동 시뮬레이션을 수행하고 교통상황 통제부(140)가 교통상황을 시뮬레이션한 후, 그래픽영상 처리부(150)가 동역학 연산부(120) 및 교통상황 통제부(140)와 통신하면서 영상을 생성 및 처리하는 단계(S80)를 수행한다. 이 단계에서 그래픽영상 처리부(150)는 폴리곤 데이터로 저장된 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리한다.
이후, 디스플레이부(160)가 동역학 연산부(120)가 생성 및 처리한 영상을 표시하는 단계(S90)를 수행한다. 디스플레이부(160)는 모니터나 HMD 등의 형태로 구비되어 차량 시뮬레이터(100)를 이용하는 사용자에게 영상을 제공하게 된다.
상술한 것과 같이, 본 실시예에 따른 차량 시뮬레이터(100) 및 그 제어방법은 동역학 연산부(120)가 지형데이터 편집부(130)가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터 형태의 지형데이터로부터 높이 맵 형태로 변환한 지형데이터를 제공받아 차량 운동 시뮬레이션을 위한 수학적인 운동방정식을 연산하여 그래픽영상 처리부(150)에 제공하고, 그래픽영상 처리부(150)가 동역학 연산부(120)와 통신하면서 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리한다. 따라서 동역학 연산부(120)와 그래픽영상 처리부(150) 간의 데이터 통신량이 최소화되고, 동역학 연산부(120)와 그래픽영상 처리부(150) 간의 통신 지연 문제로 실시간으로 동기화가 안 되는 문제가 감소되며, 시뮬레이션 실행 중에 실시간으로 지형데이터를 변경하면서 차량 운동 시뮬레이션을 수행할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 차량 시뮬레이터 110 : 운전자 입력부
120 : 동역학 연산부 130 : 지형데이터 편집부
140 : 교통상황 통제부 150 : 그래픽영상 처리부
160 : 디스플레이부

Claims (7)

  1. 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하는 운전자 입력부;
    상기 운전자 입력부가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하는 동역학 연산부;
    지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 상기 동역학 연산부에 제공하는 지형데이터 편집부;
    폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 저장하고, 상기 동역학 연산부와 통신하면서 상기 지형데이터에 따른 영상을 생성 및 처리하는 그래픽영상 처리부; 및
    상기 그래픽영상 처리부에서 생성 및 처리된 영상을 표시하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동역학 연산부는 상기 지형데이터 편집부에서 제공하는 상기 높이 맵에서 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 대응하는 z값을 획득하여 차량의 운동을 시뮬레이션하기 위한 수학적인 운동방정식에 적용하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 동역학 연산부는 획득한 차량의 각 바퀴의 x, y. z 값을 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 z값을 도출하고, 이를 다음 스텝의 차량 운동 시뮬레이션의 연산에 적용하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래픽영상 처리부와 통신하면서 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션하는 교통상황 통제부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터.
  5. (a) 운전자 입력부가 운전자의 스티어링 휠, 브레이크, 가속 페달 조작에 따른 차량 조작값을 검출하는 단계;
    (b) 동역학 연산부가 상기 운전자 입력부가 검출한 차량 조작값에 따라 차량의 운동을 수학적인 운동방정식을 통해 시뮬레이션하여 차량의 각 바퀴의 x, y 값을 계산하는 단계;
    (c) 지형데이터 편집부가 지형데이터 편집 프로그램을 이용하여 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터를 높이 맵으로 변환하여 상기 동역학 연산부에 제공하는 단계;
    (d) 상기 동역학 연산부가 상기 지형데이터 편집부로부터 제공받은 높이 맵으로부터 차량의 각 바퀴의 x, y 값에 다른 z값을 검색하는 단계;
    (e) 그래픽영상 처리부가 상기 동역학 연산부와 통신하면서 상기 폴리곤 데이터로 생성된 지형데이터에 따라 영상을 생성 및 처리하는 단계; 및
    (f) 디스플레이부가 상기 그래픽영상 처리부에 의해 생성 및 처리된 영상을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (g) 상기 (d) 단계 이후 상기 (e) 단계 이전에, 상기 동역학 연산부가 차량의 각 바퀴의 x, y. z 값을 바탕으로 보간법(interpolation)을 이용하여 z값을 도출하고 이를 수학적인 운동방정식에 적용하여 연산하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터의 제어방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    (h) 상기 (e) 단계 이전에, 교통상황 통제부가 신호등, 주변 차량의 움직임 등의 교통상황을 시뮬레이션하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 (e) 단계에서, 상기 그래픽영상 처리부가 상기 (h) 단계에서 상기 교통상황 통제부가 시뮬레이션한 교통상황을 반영하여 영상을 생성 및 처리하는 것을 특징으로 하는 차량 시뮬레이터의 제어방법.
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